密闭电石炉的操作管理探讨

[摘要]近年来，随着国际原油价格的日益上涨，以电石为原料的有机化工得到了快速发展。密闭电石炉生产电石有节能，产量高及可回收尾气CO再利用等优势而得以广泛推广。本文对密闭电石炉生产过程中的操作管理进行了探讨和总结分析。

[关键词]密闭电石炉管理电石

1概述

电石是基本的有机化工原料，被誉为有机合成之母。由它制得的乙炔气可代替石油制品生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭墨等一系列数千种有机产品的气体原料。近年来，随着国际石油原油价格的提升及国内PVC需求量的增加，电石工业迅速发展起来，且呈现密闭炉型、大型化、规模化的发展趋势。但电石行业属高能耗，高污染行业，由于原料，供电形势及政策引导的不同，全国各地的操作水平差异较大，固此，提高密闭电石炉操作技术水平，逐步实现降低消耗，增加效益，减少排放是摆在广大电石工作者的首要任务。

2原料管理

密闭电石炉的主要原料是石灰及焦炭（也可添加无烟煤等碳素原料）。以我厂为例，对石灰石的技术指标是：CaCO3≥98%，MgO＜1%，SiO2+Fe2O3+Al2O3+S+P＜1%，粒度：60～120mm其中60mm～120mm≥85%，小于60mm＜5%，大于120mm＜10%。

对焦炭的工艺技术指标是：固定碳：C≥80%，灰份（Aad）≤18%，挥发份（Vad）≤1.5%，内水份（Mad）≤1.6%，外水份（Mar）≤20%，S≤0.5%，P≤0.04%。粒度：3～22mm≥85%，小于3mm＜5%，大于20mm＜10%。

使用合格的原料是保证电石生产高产、优质低耗和安全生产的物质基础，入炉石灰，全CaO>92%，生烧＜7%，炭原料最好是以兰碳、冶金焦相结合为主，参数比例30%冶金焦、50%兰碳、20%无烟煤，其效果较好，投炉的炭材：固定炭＞84%，水份＜1%，粒度严格按炉型容量需求而定，粒度合格率要达到85%以上。如果焦炭水份大于2%，电石炉炉压稍有波动炉中粉沫稍许，但对密闭电石炉生产影响不是太大，只是在电石质量上略有变化。若焦炭水份大于3%，往往是炉中粉料多，炉压持续不稳，严重时翻电石，产品质量下降，三相电极熔池不通。现国内电石生产当中大多用的是兰碳，其优点是炉料比电阻大，电石炉操作容易二次电压和有功功率高，电石炉自然功率因数高，但其水份大，烘干难度增加，强度弱产生的粉料多。特别是反应活性差，常常在电石产品中有大量的生焦碳。

除石灰和焦炭外，电极糊的各项质量指标也要严格控制。一般要求密闭电石炉用电极糊的技术指标为：灰份≤4.0%，挥发份：11.5%～12.5%，固定碳：≥82%，抗压强度：20MPa，软化点：55～65℃，体积密度：1.42g/cm3，电阻率：75μΩM。挥发份、灰份、软化点发生变化时应引起重视，及时调整，控制好糊柱高度，糊柱过高，电极糊不易挥发，焙烧慢，容易分层，糊柱过低，电极糊挥发快，焙烧快，但焙烧质量差，电极不坚实，消耗快。

关于密闭炉使用的石灰应和开放炉一样，只是在粒度上加以控制即可。

3配比管理

生产过程中，要生产高质量的电石产品，必须要高配比的炉料。事实上，石灰中氧化钙的含量，杂质含量，石灰生烧量及焦炭中固定碳含量，焦炭中水份均会对炉料配比产生影响。对于生产管理者要根据原材料情况及生产中反应出的实际情况进行综合考虑，并作出相应调整，以满足稳定生产，提高电石产质量之目的。

一般而言，配比适中时，电石质量高，出炉正常，出炉量稳定，电极电流平稳，电极压放及消耗正常。配比偏高时，电石发粘，出炉困难，产量低，电极电流高，电极位置高，单耗高；配比偏低时，电石质量差，出炉流量大，电极电流低，电极位置低，料层结构不好，经常塌料，炉压波动大等不正常现象。当然，生产过程中要综合考虑各方面的因素而作出相应的操作，如：在焙烧电极时，要控制电极电流以确保电极的正常焙烧速度，这时是以焙烧电极为目的，如果电极过高，则要加低配比的混合料或加副石灰加以调节，如电极过低，则要加高配比的混合料或加焦炭以提高电极电流，确保自焙电极的热量供给。在处理电极硬断事故时，为尽快消耗炉内断头，需要大量低配比的混合料或副石灰。在开炉时，为提高炉低温度，促进坩埚的尽快形成，需要采用高配比的混合料开炉等等均是通过调整配比的方法实现其它操作的目的。

4电极管理

在整个电石炉的设备中，电极就是心脏。在电石生产中，电流是通过电极输入炉内，产生电弧，进行冶炼电石，电极在整个电炉中占有极其重要的地位。而在整个电炉设备中，我们经常遇到的事故是电极事故。这些事故是：电极软断、硬断、电极壳破裂、电极漏糊、电极刺火、电极压放不下等等。凡电极出了事故，影响电炉正常生产，有时会造成停产几小时或几天，要浪费大量的人力物力，甚至还有严重的人身伤亡事故发生。

4.1电极烧结质量好坏的判断

如发现放下的电极表面呈灰白色，暗而不红或微红说明焙烧良好；如放下电极表面发红则已过烧；如表面发黑则说明焙烧不足。也可根据电极冒烟情况来判断，如放下电极有少量白烟为正常，无烟为过烧；浓烟为欠烧。还可用圆钢去戳试电极，若很硬能弹回说明过烧，若有弹性说明正常，若松软说明欠烧。

4.2电极焙烧

电极工作长度超过工艺要求范围时，应采取控制措施，应适当起吊电极，确保正常入炉深度，加快消耗，如电极过长，可采取降低局部配比操作的方法，加强电极测量，可适当减少压放次数及压放量。

电极工作长度低于工艺要求围时，应适当提高电极电流，并在电极安全压放范围内增加压放量。也可配合采用增加局部配比操作的方法，尽快将电极养长。

电极工作长度过短时，可采用降低负荷，提高配比，提高电流，增加压放量，边生产边赶电极。也可采取一次性压放电极焙烧的方法，焙烧电极前，应适当增加电极压放量，保证焙烧好的电极工作长度在工艺要求范围内，避免二次焙烧。焙烧电极时应注意：为了确保焙烧送电后电极电流控制在45KA以内，应做好相应的准备工作，如果停电前电流不高，则送电后容易控制，如果送电前电流偏高，则要考虑将料管插住，炉面上拉调和灰，转眼出焙烧电极。保证电极电流在45KA内，然后下落电极与升负荷相结合，以5KA/h的电流提升速度提电流，大约在6～8小时可将电极焙烧好。同时负荷也基本升起来了，满足正常生产。

在正常生产时，应根据电极测量后的电极工作长度，结合电炉负荷，产量，质量情况来确定本班电极压放量，正常情况下参照“负荷与电极压放量对照表”上的压放量操作，在操作规程中应灵活掌握，根据具体情况作出灵活微调，以保证电极压放量与电极消耗量基本平衡。

4.3电极压放

控制压放电极的间隔时间与长度。电极压放的长度应与消耗长度相平衡。电极太软应采取少压勤压或推迟压放时间。太干则勤压，多压。

压放电极时，负荷的降低与增加。由于炉面温度较高，放电极时从接触元件中暴露出来的铁壳很易烧掉，压放电极时，如电极较软，大量电流将会沿着电极表面通过，可能会产生因电流冲击而烧坏电极壳，故在一般情况下，压电极时必须降低负荷，压放电极后不要一下子恢复满负荷。如果电极管理好，压放电极在150mm左右可以不降负荷。

合理合适的电流才能保证正常的焙烧速度。精心操作，根据负荷，产量，质量找到电极消耗与电极焙烧的平衡点，确保电极工作长度在正常工作范围。

电极安全压放长度L安=4.3×10-9×A2(mm/h)

电极最大压放长度L最大=5.3×10-9×A2(mm/h)

式中：A——电极电流。

4.4停电后电极保护：

短时间停电检修设备，应将电极落到下限位，用红料将电极捂好，尽量减少电极的温度损失，防止电极被氧化，避免再次送电时硬断事故。

长时间停电时，应提前策划好，尽量缩短电极，以便为新开炉时创造良好的条件。

加强日常电极测量，特别是遇到降负荷，停电机会时，测准电极；

4.5保持合适的电极入炉深度

合适的电极入炉深度，才能保证正常合适的消耗。

入炉深度：（0.8～1）×DD——电极直径

电极与炉底太近，则电极周围的坩埚壳吃料口小，炉料不易进去，这样热效率就低了。同时反应区的一氧化碳不易排出，易引起喷料带去热量；

电极与炉底高度适当，炉料可以经过一定的预热熔融等，热量得到充分利用，可达到高炉温之目的。

电极与炉底距离过大，硬壳层延长到近于炉底，出炉时炉眼很难打开，同时料面与电极端的距离又短，炉料的预热不够，还有大量生料落入熔池，电极伸入炉内浅，因而热损失大。

从上面三种情况看出，电极控制适当的位置是十分重要的。我们平时操作时，若发现电极位置高了，就要设法让电极座下去，若发现电极入炉过深了，则设法把电极位置吊点起来。

4.6精心操作，定期观测电极

加强电炉的巡视，精心操作，使电极深入炉料中做到心中有数，使炉况经常保持在正常稳定状况下生产。主要表现在：电极深入料层深度为电极直径的0.8~1.0倍左右，电极有损工作段不宜过长，料层透气性良好，表层无红料，料层均匀下沉，无喷料现象，每次压放电极时均顺利，压放电极是时不应超过最大安全压放间隔。电极焙烧与消耗平衡，无过烧欠烧现象，不发生电极事故，按规定时间出炉，出炉堵炉顺利。

5出炉管理

出炉操作是电石生产过程中的重要组成部分，出炉操作的好坏直接影响到电石生产成绩的优劣。如果加料量大于出炉量（出炉困难），电石炉内将会集积大量电石，这时电极电流升高，电极上抬，电耗增加或翻液体电石等现象；当加料量小于出炉量时（产量突然升高），又会破坏炉内料层结构，打乱正常生产秩序，电石质量下降，炉温低等不良后果。因此，在生产过程中，加强炉面操作与出炉操作的沟通与协调。在操作过程中，根据吃料情况、电极电流、操作电阻、电石质量、电极位置等参数正确判断炉内情况，采取相应措施适时处理方能取得良好的生产业绩。

6结束语

中国电石生产在最近几年取得了迅速发展，各生产企业在生产实践过程中均总结出了不少的实践经验和理论基础。但我国电石生产起步晚，基础差，在很多方面仍存在很多不足，笔者认为，电石生产的各相关企业只有在打破以往闭门造车的经营管理模式，与同行业广泛的开展技术交流和合作，在不断吸取国内外先进的技术和管理经验，不断的实现技术突破和技术创新，才能走出中国电石工业的大发展和大进步。

参考文献

1熊谟远.电石生产及其深加工产品.化学工业出版社，2001.6

2张培武.密闭电石炉电极管理.化学工业出版社，2010.12